SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

El sistema nervioso es una red de tejidos altamente especializada, que tiene como componente principal a las neuronas, clulas que se encuentran conectadas entre s de manera compleja y que tienen la propiedad de conducir, usando seales elctricas o bien, mediante neurotransmisores (sinapsis), enviando de esta manera una gran variedad de estmulos dentro del tejido nervioso y hacia la mayora del resto de los tejidos, coordinando as mltiples funciones del organismo..

I. SISTEMA NERVIOSO CENTRALEst formado por el Encfalo y la Mdula espinal, se encuentra protegido por tres membranas, las meninges (Piamadre, Aracnoides y la Duramadre). En su interior existe un sistema de cavidades conocidas como ventrculos, por las cuales circula el lquido cefalorraqudeo. 1. El encfalo es la parte del sistema nervioso central que est protegido por el crneo. Est formado por el cerebro, el cerebelo y el tronco del encfalo.A. Cerebro: Es la parte ms voluminosa. Est dividido en dos hemisferios, uno derecho y otro izquierdo, separados por la cisura interhemisfrica y comunicados mediante el cuerpo calloso. La superficie se denomina corteza cerebral y est formada por replegamientos denominados circunvoluciones constituidas de sustancia gris. Subyacente a la misma se encuentra la sustancia blanca. En zonas profundas existen reas de sustancia gris conformando ncleos como el tlamo, el ncleo caudado o el hipotlamo. B. Cerebelo: Est en la parte inferior y posterior del encfalo, alojado en la fosa cerebral posterior junto al tronco del encfalo. C. Tronco del encfalo: Compuesto por el mesencfalo, la protuberancia anular y el bulbo raqudeo. Conecta el cerebro con la mdula espinal. 2. La mdula espinal Es una prolongacin del encfalo, como si fuese un cordn que se extiende por el interior de la columna vertebral. En ella la sustancia gris se encuentra en el interior y la blanca en el exterior. II. SISTEMA NERVIOSO PERIFRICOEsta formado por los nervios, craneales y espinales, que emergen del sistema nervioso central y que recorren todo el cuerpo, conteniendo axones de vas neurales con distintas funciones y por los ganglios perifricos, que se encuentran en el trayecto de los nervios y que contienen cuerpos neuronales, los nicos fuera del sistema nervioso central. 1. Los nervios craneales, son 12 pares que envan informacin sensorial procedente del cuello y la cabeza hacia el sistema nervioso central. Reciben rdenes motoras para el control de la musculatura esqueltica del cuello y la cabeza. Nota: el II nervio craneal (nervio ptico o II par craneal) no pertenece al SN Perifrico porque est envuelto por las meninges. As pues est compuesto por 11 pares craneales. 2. Los nervios espinales, son 31 pares y se encargan de enviar informacin sensorial (tacto, dolor y temperatura) del tronco y las extremidades y de la posicin y el estado de la musculatura y las articulaciones del tronco y las extremidades hacia el sistema nervioso central y, desde el mismo, reciben rdenes motoras para el control de la musculatura esqueltica que se conducen por la mdula espinal. III. CLASIFICACIN FUNCIONALUna divisin menos anatmica, pero mucho ms funcional, es la que divide al sistema nervioso de acuerdo al rol que cumplen las diferentes vas neurales, sin importar si stas recorren parte del sistema nervioso central o el perifrico:1. El Sistema nervioso somtico: tambin llamado sistema nervioso de la vida de relacin, est formado por el conjunto de neuronas que regulan las funciones voluntarias o conscientes en el organismo (ej. movimiento muscular, tacto). 2. El sistema nervioso autnomo, (tambin conocido como sistema nervioso vegetativo), a diferencia del sistema nervioso somtico, recibe la informacin de las vsceras y del medio interno, para actuar sobre sus msculos, glndulas y vasos sanguneos.El sistema nervioso autnomo o neurovegetativo, al contrario del sistema nervioso somtico y central, es involuntario activndose principalmente por centros nerviosos situados en la mdula espinal, tallo cerebral e hipotlamo. Tambin, algunas porciones de la corteza cerebral como la corteza lmbica, pueden transmitir impulsos a los centros inferiores y as, influir en el control autnomo.

El sistema nervioso autnomo es sobre todo un sistema eferente e involuntario que transmite impulsos desde el sistema nervioso central hasta la periferia estimulando los aparatos y sistemas rganos perifricos. Estas acciones incluyen: el control de la frecuencia cardiaca y la fuerza de contraccin, la contraccin y dilatacin de vasos sanguneos, la contraccin y relajacin del msculo liso en varios rganos, acomodacin visual, tamao pupilar y secrecin de glndulas exocrinas y endocrinas, regulando funciones tan importantes como la digestin, circulacin sangunea, respiracin y metabolismo. Existen fibras autonmicas aferentes, que transmiten informacin desde la periferia al sistema nervioso central, encargndose de transmitir la sensacin visceral y la regulacin de reflejos vasomotores y respiratorios, por ejemplo los barorreceptores y quimiorreceptores del seno carotdeo y arco artico que son muy importantes en el control del ritmo cardaco, presin sangunea y movimientos respiratorios. Estas fibras aferentes son transportadas al sistema nervioso central por nervios autonmicos principales como el neumogstrico, nervios esplcnicos o nervios plvicos.

Tambin el sistema nervioso autnomo funciona a travs de reflejos viscerales, es decir, las seales sensoriales que entran en los ganglios autnomos, la mdula espinal, el tallo cerebral o el hipotlamo pueden originar respuestas reflejas adecuadas que son devueltas a los rganos para controlar su actividad. Reflejos simples terminan en los rganos correspondientes, mientras que reflejos ms complejos son controlados por centros autonmicos superiores en el sistema nervioso central, principalmente el hipotlamo.

Cabe mencionar que las neuronas de ambos sistemas pueden llegar o salir de los mismos rganos si es que stos tienen funciones voluntarias e involuntarias (y, de hecho, estos rganos son la mayora). La divisin entre sistema nervioso central y perifrico tiene solamente fines anatmicos. A su vez el sistema vegetativo se clasifica en simptico y parasimptico, sistemas que tienen funciones en su mayora antagnicas. A. Divisin del sistema nervioso autnomoEl sistema nervioso vegetativo se divide funcionalmente en:

a) Sistema simptico: usa noradrenalina como neurotransmisor, y lo constituye una cadena de ganglios. Est implicado en actividades que requieren gasto de energa. Tambin es llamado sistema adrenrgico o noradrenrgico; ya que es el que prepara al cuerpo para reaccionar ante una situacin de estrs.b) Sistema parasimptico: Lo forman los ganglios aislados y usa la acetilcolina. Est encargado de almacenar y conservar la energa. Es llamado tambin sistema colinrgico; ya que es el que mantiene al cuerpo en situaciones normales y luego de haber pasado la situacin de estrs es antagnico al simptico. Ambos sistemas trabajan coordinadamente para cumplir con las funciones del cuerpo humano.IV. CELULAS DEL SISTEMA NERVIOSO

Las clulas se tratan de pequeas sociedades de sistemas qumicos que interactan unos con otros para ayudarse y comunicarse. Han desarrollado su capacidad de expresin de molculas ligadas a la comunicacin, de sustancias que median la interconversin de energas elctrica y qumica. Hablemos un poco de las principales clulas que constituyen el sistema nervioso: las neuronas y la gla.

1. Las Neuronas

Esquema de una neurona. Se ilustran las principales partes de una neurona: el cuerpo celular o soma, las dendritas, que reciben la informacin desde otras neuronas, el axn, por donde el impulso nervioso viaja hacia otras clulas. El axn de esta neurona en particular est mielinizado. La mielina est formada por clulas gliales que envuelven el axn para favorecer la conduccin de la seal nerviosa. El axn se ramifica hacia terminales o botones sinpticos.

a. Son las ms caractersticas y ms estudiadas por la relacin de sus propiedades con las funciones del sistema nervioso.

b. Existen en enorme nmero 100 000 * 106, 100 billones.

c. Funcionalmente polarizadas. Esto es, reciben informacin por uno de sus extremos, dendrtico y la entregan por otro, extremo axnico.

d. Tienen una enorme capacidad de comunicarse con otras clulas, especialmente con otras neuronas.

e. Una neurona est compuesta por: Las dendritas El cuerpo celular o soma y El axn

f. Las dendritas y el axn constituyen los procesos neuronales.

g. Las dendritas nacen del soma o cuerpo neuronal y pueden ser muy abundantes y ramificadas. Son las que reciben la informacin.

h. El axn nace del soma, en la regin del montculo axnico, que se contina con el segmento inicial del axn que es donde se generan los potenciales de accin.

i. Un potencial de accin es una seal de electricidad negativa que viaja por el axn a una velocidad variable, segn el tipo de axn, hasta alcanzar la regin Terminal donde induce liberacin de una seal o mensaje qumico, el neurotransmisor.

j. Los axones pueden ser muy cortos o alcanzar longitudes de ms de un metro.

k. En algunas regiones, el axn emite una "colateral" (una ramificacin) que va a inervar una neurona vecina (por, ejemplo la interneurona de Renshaw) o vuelve a la regin del soma, colateral recurrente.

2. La Glia Se trata de, al menos, la otra mitad de las clulas del sistema nervioso. La gla agrupa a por lo menos tres familias principales de clulas (los astrocitos, la microglia y la oligodendroglia), y es la encargada de "sostener" a las neuronas, no slo desde el punto de vista espacial, sino tambin metablico, endocrino e inmunolgico.

Existen dos familias principales de astrocitos (por su forma estrellada): los fibrosos y los protoplsmicos. La microglia forma parte del sistema de defensa del cerebro, con funciones inmunolgicas, mientras que la oligodendroglia interviene en la formacin de vainas de mielina; por lo tanto, son predominantes en la sustancia blanca.

Las clulas gliales tienen tambin la capacidad de controlar la composicin del medio extracelular. Las sustancias metablicamente activas o los productos de este metabolismo no se acumulan en este espacio extracelular porque la gla se encarga de procesar estos productos. Lo mismo en el caso de los iones, hormonas, drogas, etctera.

Son 10-50 veces ms numerosas que las neuronas y las rodean.

Presentan ramificaciones, a veces muy escasas, y cortas que se unen a un cuerpo pequeo.

Aunque no se las considera esenciales para el procesamiento y conduccin de la informacin se les atribuye funciones muy importantes para el trabajo neuronal: Soporte mecnico y aislamiento de las neuronas.

Ellas aslan el axn, sin impedir el proceso de autogeneracin del potencial de accin, con lo que se logra acelerar la velocidad de propagacin de esta seal.

Mantienen la constancia del microambiente neuronal, eliminando exceso de neurotransmisores y/o de sus metabolitos y de iones

Guan el desarrollo de las neuronas y parecen cumplir funciones nutritivas para este tipo de clulas.

LA SINAPSIS: ESTRUCTURA Y FUNCION

Es el proceso de comunicacin entre neuronasEn el caso de la clula que "enva" la seal, nos referimos a la terminacin presinptica (axonal). La neurona que recibe esa informacin representa la porcin postsinptica (dendrtica).

Tipos de sinapsis

Sinapsis elctricas

Una sinapsis elctrica es una sinapsis en la que la transmisin entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secrecin de un neurotransmisor, como en las sinapsis qumicas (vase ms abajo), sino por el paso de iones de una clula a otra a travs de uniones gap, pequeos canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexinas, en clulas estrechamente adheridas.

Las sinapsis elctricas son ms rpidas que las sinapsis qumicas.

Sinapsis qumicas

La sinapsis qumica se establece entre clulas que estn separadas entre s por un espacio de unos 20 nanmetros, la llamada hendidura sinptica.

La liberacin de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso (o potencial de accin), y se produce mediante un proceso muy rpido de secrecin celular: en el terminal nervioso presinptico, las vesculas que contienen los neurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana sinptica. Cuando llega un potencial de accin se produce una entrada de iones calcio a travs de los canales de calcio dependientes de voltaje. Los iones de calcio inician una cascada de reacciones que terminan haciendo que las membranas vesiculares se fusionen con la membrana presinptica y liberando su contenido a la hendidura sinptica. Los receptores del lado opuesto de la hendidura se unen a los neurotransmisores y fuerzan la apertura de los canales inicos cercanos de la membrana postsinptica, haciendo que los iones fluyan hacia o desde el interior, cambiando el potencial de membrana local. El resultado es excitatorio en caso de flujos de despolarizacin, o inhibitorio en caso de flujos de hiperpolarizacin. El que una sinapsis sea excitatoria o inhibitoria depende del tipo o tipos de iones que se canalizan en los flujos postsinpticos, que a su vez es funcin del tipo de receptores y neurotransmisores que intervienen en la sinapsis.

1. La Transmisin Neurohumoral

a) La conduccin axonal

Como habamos dicho antes, el interior de una neurona (incluyendo su axn) tiene menos cargas positivas que el exterior, producindose una diferencia de voltaje o potencial elctrico en ambos lados de la membrana neuronal (aproximadamente -70 milsimas de voltio). Esto es, se encuentra polarizada, siendo el polo negativo el interior de la clula y el positivo el exterior. Este potencial de reposo se debe a que existen casi 40 veces ms iones del potasio al interior de la clula en relacin con el exterior, adems de que la membrana neuronal es altamente permeable a este ion. Por otra parte, el sodio (Na+) y el cloro (Cl-) tienen altas concentraciones en el medio extracelular, pero la membrana es mucho menos permeable a estos iones que al potasio (K+). Estas diferencias (gradientes) de concentracin a uno y otro lado de la membrana son mantenidas por la presencia de bombas (para meter o sacar iones) asociadas a la membrana. Son sistemas enzimticos asociados a sustancias productoras de energa (la trifosfatasa que produce adenosn trifosfato (ATP), compuesto de donde se obtiene gran parte de la energa que necesita la clula para todo tipo de funciones), que transportan en forma activa las partculas con carga elctrica.

Cuando una fibra nerviosa es estimulada (despolarizada) se inicia un impulso nervioso o potencial de accin. ste tiene dos fases: una fase inicial producida por la entrada rpida de iones de sodio al interior de la clula, a travs de canales de la membrana del axn que son sensibles al voltaje de la misma. La rpida entrada de estas cargas positivas hacen que el valor negativo del interior de la clula en la regin estimulada, disminuya rpidamente hacia la positividad. La segunda fase del potencial de accin ocurre por la apertura retardada de canales potsicos que hacen que este ion salga de la clula (recordemos que normalmente los iones de K+ estn mucho ms concentrados al interior que al exterior), contribuyendo as a una mayor despolarizacin (la falta de polarizacin significa la ausencia de una diferencia de potencial, o sea, un valor cercano o igual a cero voltios) de la membrana, pero tambin a una inactivacin de los canales de sodio. Este ltimo fenmeno ya anuncia la repolarizacin membranal.

La repolarizacin (el retorno al estado de excitabilidad previo o de reposo) se logra cuando las bombas membranales (T), las cuales funcionan por la energa proveniente de la conversin de ATP en ADP, sacan el Na+ y vuelven a introducir el K+ (de nuevo, al estadio ilustrado en I). ste es el proceso participante en la excitacin.

El movimiento de corriente elctrica alrededor del sitio despolarizado hace que los canales inicos situados en la vecindad tambin se activen, produciendo una cascada de excitacin membranal, y de esta manera, la propagacin del impulso nervioso a todo lo largo de la fibra.

ste es el mecanismo bsico por el que un potencial de accin se produce, el fonema fundamental del cerebro, la letra mayscula del lenguaje neuronal. Cualquier sustancia que afecte estos procesos puede ser mortal. Existen venenos que deben su accin mortfera justamente a sus acciones sobre estas etapas de la produccin del impulso nervioso. La tetrodotoxina, extrada de la glndula del pez globo, y la saxitoxina, proveniente de la almeja, bloquean la primera fase del potencial de accin (el aumento de la permeabilidad al Na+).

b) La transmisin neuroefectora

Ya sea a una glndula, una fibra muscular o una sinapsis, la llegada del impulso nervioso produce una serie de eventos pre, trans y postsinpticos sensibles a la accin farmacolgica. Veamos qu sucede en el interior de cada uno de estos compartimientos, para luego examinar sus interacciones.

Al compartimiento presinptico llega el potencial de accin y all se produce la conversin de la seal elctrica en seal qumica, la cual vuelve despus a recuperar sus propiedades elctricas. Es aqu donde, dependiendo del tipo de neurona, las molculas del neurotransmisor se elaboran, o si lo hacen en el cuerpo neuronal, maduran para su liberacin hacia la hendidura sinptica. En este ltimo caso se trata, generalmente, de pptidos que se sintetizan en el soma y que son transportados por el flujo axonal (el movimiento de sustancias a travs del axn) antergrado (hacia la periferia) hasta la terminal sinptica. Las sustancias que se transportan hacia el soma neuronal lo hacen por flujo axonal retrgrado.

El neurotransmisor puede almacenarse en vesculas sinpticas, pequeos reservorios globulares que contienen receptores en su pared exterior y permiten que el neurotransmisor se libere en sitios especficos de la terminal presinptica. Se ha hecho la analoga de la terminal presinptica como un espacio donde las vesculas sinpticas, as como las mitocondrias y otras estructuras subcelulares, estn flotando. Slo en un lugar determinado de este espacio se localizan los sitios por donde el neurotransmisor puede liberarse hacia el exterior. Como si las vesculas fueran huevos que slo pudieran acomodarse en los huecos de sus cajas, que se encuentran en el piso de este espacio. Y slo a travs de los huecos de estas cajas se puede descargar el contenido hacia el exterior. En este caso, los huecos tienen receptores que reconocen los componentes de la cscara del huevo.

La presencia de estas vesculas y de receptores en sus membranas, y de molculas de el neurotransmisor significa que existe todo lo necesario en el interior de la terminal para sintetizar todos estos componentes, y de mecanismos para la regulacin de esta sntesis y de la liberacin sinptica. La terminal presinptica tiene autorreceptores que le informan sobre los niveles del neurotransmisor en el exterior de la terminal. Si sus niveles son elevados, la terminal puede fabricar o liberar menos. Si stos son bajos, puede hacer lo contrario. La activacin, pues, de los autorreceptores puede tener efectos de estimulacin o, generalmente, de inhibicin de la liberacin sinptica. La membrana de la terminal presinptica tambin posee molculas transportadoras del mismo neurotransmisor que ellas liberan. Es un mecanismo de recaptacin que sirve no slo para ahorrar neurotransmisor al reutilizarlo, sino tambin contribuye a limitar sus efectos postsinpticos.

Cuando el potencial de accin llega a la sinapsis, se produce la entrada del ion calcio (Ca2+), que hace que las vesculas se fusionen con la membrana celular y liberen su contenido al exterior. Este proceso se conoce como exocitosis. Normalmente hay vesculas que estn liberando neurotransmisor todo el tiempo, produciendo los llamados potenciales miniatura en la postsinapsis. Lo que hace el potencial de accin, mediante o ayudado por el aumento de calcio intracelular, es provocar la liberacin del contenido de cientos de vesculas al mismo tiempo.

Junto con el neurotransmisor se liberan otras sustancias proteicas que tambin contribuyen a los efectos postsinpticos, quiz con una accin cuya duracin es mucho ms prolongada que la del neurotransmisor mismo, probablemente con efectos trficos sobre otras clulas (los efectos trficos son aquellos que favorecen la sobrevivencia, la diferenciacin y el crecimiento celular).

2. El Compartimiento Postsinptico

Cuando el neurotransmisor liberado por la presinapsis alcanza la membrana postsinptica se combina con receptores especficos all localizados. Entonces pueden suceder tres cosas: a) aumentar la permeabilidad a cationes (usualmente el Na+, a veces el Ca2+), lo que produce una despolarizacin, llamado potencial postsinptico excitador (PPSE) o, en el caso del msculo esqueltico, potencial de placa motriz; b) aumentar la permeabilidad membranal a aniones (molculas cargadas negativamente, como el cloro), lo que producir una estabilizacin del potencial de membrana o incluso una hiperpolarizacin, es decir, un potencial postsinptico inhibidor (PPSI). En otras palabras, el potencial de reposo conservara sus valores normalmente negativos o incluso los aumentar y c) aumentar selectivamente la permeabilidad a iones de K+. Este aumento de la permeabilidad provoca que el K+ salga de la clula (pues es all donde se encuentra ms concentrado), lo que conduce a una hiperpolarizacin o estabilizacin de la membrana, o sea, a un PPSI. De esta manera, un neurotransmisor puede excitar la membrana postsinptica (generando un PPSE) o inhibira (con un PPSI).

Como vemos, los efectos netos producidos por un neurotransmisor se deben a flujos inicos pasivos, de acuerdo con los gradientes de concentracin de los mismos. Los cambios de la permeabilidad de los canales a travs de los cuales estos iones se desplazan estn regulados por receptores especializados que se localizan en la membrana postsinptica. Existen muchos tipos de receptores. Los que hemos mencionado hasta ahora se conocen como receptores ionotrpicos, por su afinidad o relacin con iones. Existen otros receptores llamados metabotrpicos, por tener relacin con el metabolismo celular, es decir, con molculas presentes en el interior del compartimiento postsinptico encargados de funciones intracelulares (versus las puramente membranales de los ionotrpicos). Frecuentemente, la ocupacin de estos receptores da lugar a movilizacin del calcio, el cual activar diversas enzimas. Esto lo detallaremos ms adelante.

Cuando decimos receptor nos referimos a protenas. Se trata de molculas compuestas por cadenas de aminocidos que forman enlaces entre s. Al establecer estos enlaces se crean cavidades y protuberancias, que pueden constituir receptores para sustancias que tengan la forma correspondiente (como un listn que se dobla sobre s mismo varias veces). Es como si el neurotransmisor fuera una llave que pudiera abrir o cerrar una cerradura, y sta sera una protena que acepta slo un tipo de llave. Si la llave adecuada entra bien en la cerradura, sta podr activarla. Si esta llave slo entra un poco, impedir que otra llave entre y, por tanto, actuar como un antagonista.

3. El Compartimiento Transinptico

Consideramos este compartimiento como el espacio formado por la gla y el medio extracelular. El espacio extracelular contiene, adems de los iones que mencionamos, otras sustancias, como hormonas, factores trficos, pptidos, etctera.

En sus membranas la gla contiene receptores para todas estas sustancias, as como transportadores que pueden captarlas activamente hacia el interior de la clula, donde sern metabolizadas. Adems, la gla secreta sustancias que permiten a las neuronas crecer y extender sus terminaciones (factores trficos y trpicos, respectivamente) hacia el espacio extracelular. La gla se encarga tambin de formar cicatrices, en casos de lesin y desempea un papel importante en funciones inmunolgicas en el interior del sistema nervioso. Finalmente, la gla contribuye con la funcin de barrera hematoenceflica. En la actualidad conocemos pocas drogas que acten especficamente con las clulas gliales. Sabemos, por el contrario, que existen enfermedades que afectan exclusivamente a esta poblacin celular, y son tan graves como las correspondientes a las neuronas (la esclerosis mltiple es una de ellas).

Esquema de una sinapsis elctrica A-B: (1) mitocondria; (2) uniones gap formadas por conexinas; (3) seal elctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nerviosohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervioso_aut%C3%B3nomohttp://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/130/html/sec_8.htmlhttp://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/130/html/sec_9.html